Эрдэмтэд орчлон ертөнцийн бүтцийг дахин бодож үзсэн

2024 Зохиолч: Seth Attwood | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-16 16:12

Халуун зууханд ургаж буй үзэмтэй зуурсан гурил шиг галактикууд, тэр ч байтугай бүхэл бүтэн бөөгнөрөл нь ажиглагдахуйц сансар огторгуйд (өөрөөр хэлбэл Орчлон ертөнц) хуваагдан нисдэг. Үүнийг 1920 онд Эдвин Хаббл хэмээх одон орон судлаач анзаарчээ. Түүний нээлт эцэст нь эрдэмтдийг орчлон ертөнц тэлэх орчин үеийн дүр зураг руу хөтөлсөн.

Нууцлаг харанхуй энерги нь энэ үйл явцыг хариуцдаг гэж үздэг - энэ нь орон зайг жигд дүүргэж, орчлон ертөнцийн 70 хувийг эзэлдэг эрчим хүчний таамаглалын хэлбэр юм. Гэсэн хэдий ч Эйнштэйн өөрөө ч гэсэн түүний оршин тогтнох эсэхэд эргэлзэж байсан.

Копенгагены их сургуулийн эрдэмтэд саяхан тэгшитгэлээс хар энергийг устгаж, түүнгүйгээр орчлон ертөнц тэлэх эсэхийг мэдэхийн тулд компьютерийн симуляци ашигласан байна. Орчлон ертөнцийн тэлэлт нь тодорхой соронзон хүч бүхий харанхуй материтай холбоотой болохыг олж авсан үр дүн харуулсан. Шинэ нээлт нь орчлон ертөнцийн талаарх бидний ойлголтыг өөрчилж чадна.

Орчлон ертөнц юунаас бүтсэн бэ?

Орчлон ертөнцийн бүтцийг сонирхдог хүн бүр бидний дассан материйн ердөө 5% -аас бүрддэг гэдгийг мэддэг. Дөрөвний нэг орчим хувийг харанхуй матери эзэлдэг бөгөөд энэ нь шууд ажиглалт хийх боломжгүй тул бараг мэдэгддэггүй нууцлаг бодис юм. Үлдсэн гуравны хоёр нь бүр ч нууцлаг харанхуй энерги бөгөөд бидний орчлон ертөнцийг улам бүр өсөн нэмэгдэж буй хурдаар тэлэх шалтгаан болдог.

2020 оны байдлаар харанхуй энерги байгаа нь орчлон ертөнцийн эхэн үед үүссэн, орон зайг жигд дүүргэж байсан реликт цацраг - дулааны цацрагийн хэмжилтээр нотлогдож байгааг анхаарна уу.

Ингээд нэрэмжит Физик-математикийн хүрээлэнгийн астрофизикчдийн баг Кавли (IPMU) реликт цацрагт стандарт загвараар урьдчилан таамаглаагүй орчлон ертөнцийн үндсэн шинж чанаруудын нэг болох орон зайн паритет гэж нэрлэгддэг зөрчлийн шинж тэмдгүүд байгааг олж мэдэв. Судалгааны зохиогчдын үзэж байгаагаар хар матери болон харанхуй энерги нь паритетийн зарчмыг зөрчиж байгаа нь "шинэ физик" оршин тогтнож байгааг илтгэж магадгүй юм.

Орчлон ертөнцийн талаарх орчин үеийн санааг өөрчлөхийг дэмжсэн өөр нэг "сэрэх дуудлага" бол 2019 онд Өмнөд Африкийн эрдэмтдийн хийсэн ажил байв. Үүнд судлаачид харанхуй энерги байхгүй гэж хүртэл санал болгосон, учир нь галактикууд асар хурдтайгаар тархдаг гэсэн таамаглал нь "худал таамаг, буруу тооцоолол" дээр үндэслэсэн байдаг. Physical Review Letters сэтгүүлд нийтлэгдсэн эрдэм шинжилгээний ажлын зохиогчдын тэмдэглэснээр үүнийг батлахын тулд CMB-д илүү олон ажиглалтын мэдээлэл хэрэгтэй болно.

Харанхуй энерги хэрэггүй болсон

"Шинэ физик"-ийн тухай яриа тасрахгүй байгааг харгалзан Данийн эрдэмтэд оргилд гарч, хар энергийг тэгшитгэлээс бүрмөсөн устгав. Тэд ажлынхаа явцад тусгай төрлийн соронзон хүч давамгайлдаг харанхуй материйн нэг хэлбэрээс болж орчлон ертөнц тэлж байгаа загварыг туршиж үзсэн байна.

Судалгааны зохиогчдын тэмдэглэснээр тэд харанхуй бодист хэд хэдэн шинж чанарыг нэмсэн бөгөөд түүний тусламжтайгаар энэ нь орон зайг тэлэх (хар энергийн оронд) шууд нөлөө үзүүлж чадна. Сүүлийнх нь хэмжигдэх боломжгүй бөгөөд ихэнх шинж чанарууд нь тодорхойгүй тул шинэ онол нь тийм ч хол биш юм шиг санагддаг. Судалгааны зохиогчдын нэг Стин Хансены хувьд "Бодит байдал нь бид харанхуй материйн талаар тийм ч их зүйл мэддэггүй, зөвхөн удаан бөгөөд хүнд хэсгүүдээс бүрддэг."

“Харанхуй матери нь соронзлолтой төстэй шинж чанартай байж магадгүй. Тиймээс, ердийн бөөмс хөдөлж, соронз үүсгэх, эсвэл соронз бусад соронзыг татах эсвэл түлхэх үед орчлон ертөнцөд тохиолддогтой төстэй зүйл тохиолдож болно. Харанхуй материйн ийм байнгын тэлэлт нь ямар нэгэн соронзон хүчнээс үүдэлтэй байж магадгүй юм гэж Phys.org хэвлэлээс иш татсан эрдэмтний хэлсэн үг.

Соронзон хүч бол орчлон ертөнц тэлэх нууцын түлхүүр юм

Ажлын явцад эрдэмтэд таталцал, орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд болон орон зайг тэлэх, харанхуй энергийн үндэс болсон үл мэдэгдэх хүч болох X зэрэг хувьсагчдыг багтаасан компьютерийн симуляцийн загварыг боловсруулсан.

Эрдэмтдийн боловсруулсан загвар нь харанхуй материйн бөөмсийг тусгай төрлийн соронзон хүчтэй гэж үзвэл энэ хүч нь орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурдад өнөөгийн харанхуй энергитэй яг адилхан нөлөө үзүүлнэ гэдгийг тогтоожээ.

Энэхүү судалгаа нь орчлон ертөнцийн талаарх өнөөгийн ойлголтыг өөрчилж чадна гэдгийг харгалзан одон орон судлаачид дүгнэлт хийхдээ болгоомжтой байсан бөгөөд "ололтыг эцэслэн батлахын тулд илүү гүнзгий судалгаанд үндэслэсэн нотлох баримт хэрэгтэй" гэж онцолсон. Хэрэв цаашдын судалгаагаар Даничуудын олж авсан өгөгдлийг баталж чадвал харанхуй энерги нь баяртай гэж хэлэх хэрэгтэй болно, учир нь түүний оршин тогтнох нь утгагүй болно.